Глобальные земные проблемы

№11(945) 13 – 19 марта 2020 г. 11 Марта 2020 4.5

В фокусе зондирования

Большой комплекс многогранных научных и прикладных проблем был всесторонне рассмотрен в ходе состоявшегося в Киеве «круглого стола». Его организаторами выступили Институт космических исследований, Украинский комитет GEO, Совет по космическим исследованиям НАНУ и Государственное космическое агентство Украины (ГКАУ).

Тема обсуждения — «Новые возможности космических наблюдений: глобальная система GEOSS* и Украина». Участие приняли ученые из различных учреждений НАНУ, вузов и отраслевых научно-исследовательских институтов, специалисты предприятий и организаций космической отрасли, представители государственных ведомств и структур частного бизнеса, заинтересованных (в т. ч. потенциально) в тех или иных данных космического мониторинга — дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), осуществляемого с помощью современной высокочувствительной оптической и радиолокационной аппаратуры, которая работает на борту спутников, принадлежащих разным странам.

Станция, входящая в состав Центра приема и обработки информации Государственного космического агентства Украины в Дунаевцах Хмельницкой обл.

GEOSS: инструмент цифровой экономики

Основной модератор «круглого стола» — директор Института космических исследований, член-корреспондент НАНУ Олег Федоров, презентовавший доклад «GEOSS как инструмент цифровой экономики: амбициозные цели десятилетнего плана GEO».

Создание системы наблюдения за Землей было продекларировано в 2005 г. правительствами 60 государств. GEOSS обозначила новый этап в развитии глобального мониторинга и использования спутниковой информации в плане ее прикладного применения.

— Первый план GEOSS был рассчитан на 2005—2015 гг., — поясняет Олег Федоров. — Второй план внедрения (2016—2025 гг.), а также увеличение числа участников GEOSS до более чем ста стран и позитивные результаты многих проектов показали, что инициатива становится доминирующим трендом в глобальном мониторинге Земли. Международные проекты и структуры (GEOS — Комитет спутниковых наблюдений Земли, IGOS — Интегрированная глобальная стратегия наблюдений, GCOS — Глобальная система наблюдений за климатом, GOOS — Глобальная система наблюдений за океанами, GGOS — Глобальная геодезическая система наблюдений и др.) и постепенно эволюционируют в сторону системы GEOSS или тесно с ней сотрудничают. Даже такой самодостаточный европейский проект, как COPERNICUS, один из флагманов европейской космической политики, определил свою деятельность как вклад в GEOSS.

— Толчком к GEOSS стало распространение опыта Всемирной метеорологической организации на всю деятельность по мониторингу земной поверхности, — говорит Олег Павлович. — Особо следует выделить инициативу создания европейской составляющей — EuroGEOSS.

GEOSS можно охарактеризовать как воплощенную идею современной парадигмы космической деятельности: ее конечным продуктом являются сервисы, ориентированные на пользователя, а созданные технологии базируются на наиболее эффективных инновационных решениях. Прежде всего это уменьшение рисков и сохранение жизни людей при техногенных катастрофах и стихийных бедствиях; контроль за состоянием окружающей среды; новые возможности управления различными ресурсами (земельными, водными, энергетическими); обеспечение достоверных прогнозов погоды и предсказания последствий климатических изменений.

Высокий уровень эффективности решения этих жизненно важных проблем достигается не столько с возрастанием возможностей спутниковых систем (хотя это необходимое условие), сколько благодаря сочетанию наземных и спутниковых методов, принципиальному улучшению моделей экосистем и созданию специальных информационных сервисов для непосредственных пользователей.

Новая методология предоставления информационных сервисов сопряжена с революционными изменениями в технологиях использования данных. Речь идет о проблеме Big Data («большие данные»). Big Data в различных областях науки имеет непосредственное отношение к GEOSS — интегрированной системе большого масштаба, состоящей из множества независимо функционирующих подсистем, которые взаимосвязаны в интересах решения общих задач.

Одна из наиболее амбициозных задач GEOSS во втором десятилетнем плане ее функционирования — обеспечение мониторинга сформулированных ООН целей устойчивого развития (Sustainable Development Goals — SDG). Предполагается отслеживать сто глобальных показателей мониторинга, а также дополнительные национальные показатели. Все они в совокупности отображают весь спектр SDG, связанных с окружающей средой.

Решение именно этой масштабной задачи в первую очередь сталкивается с уже упомянутой проблемой Big Data и вызывает принципиальные изменения в использовании данных космического мониторинга: потребуется построить технологическую цепочку от данных, получаемых при наблюдениях, к моделям геосистем, а от них — к индикаторам устойчивого развития и далее — к управленческим и политическим решениям. Над всем этим работают несколько международных команд специалистов.

Пока же сформировалась явная тенденция развития спутниковых наблюдений Земли как одного из приоритетов космической деятельности. При этом решаются задачи исследования климатических изменений, функционирует глобальная система метеорологических наблюдений, осуществляется мониторинг поверхности суши и океанов.

Прикладные направления тут самые разные: это, скажем, картография и классификация типов поверхностей, мониторинг для контроля ресурсов сельского, лесного, водного хозяйства и оптимизация управления ими, оперативная фиксация угроз паводков и определение их масштабов, выявление лесных пожаров и незаконных вырубок лесов, всевозможных техногенных аварий и стихийных бедствий. Изучаются явления, связанные с землетрясениями и извержениями вулканов, ведутся исследования состояния грунтов и поиск полезных ископаемых, выявляются участки загрязнения окружающей среды в разных регионах, решаются задачи геодезии и топографии, осуществляется мониторинг больших городских агломераций и т. д.

Как обстоят дела у нас

— Тематика исследований, связанных с дистанционным зондированием Земли, была приоритетной во всех пяти (1993—2017 гг.) уже реализованных национальных космических программах Украины, — говорит Олег Федоров. — На исследования по ДЗЗ приходилось не менее половины общей суммы средств, выделявшихся на космические программы из госбюджета.

Два предназначенных для дистанционного зондирования Земли космических аппарата созданы в конструкторском бюро «Южное» им. М. К. Янгеля. Это первый украинский спутник «Січ-1», запущенный 31 августа 1995 г. ракетой-носителем «Циклон-3» с космодрома Плесецк в Архангельской обл., и украинско-российский спутник «Океан-О», выведенный на околоземную орбиту 17 июля 1999 г. ракетой-носителем «Зенит-2» с космодрома Байконур. Они были продолжением разработок, осуществлявшихся еще в период советских космических программ в сфере ДЗЗ.

А вот космические аппараты такого назначения — спутник «Січ-1М» (запущен 24 декабря 2004 г. ракетой-носителем «Циклон-3» с космодрома Плесецк) и спутник «Січ-2» (выведен на околоземную орбиту 17 августа 2011 г. ракетой-носителем «Днепр» с пускового комплекса «Ясный» в Оренбургской области) — это реализация сугубо украинских космических программ.

Фотографии районов Днепропетровска, прилегающие к Днепру и его притоку Самаре, сделаные с украинского спутника «Січ-2» в 2012 г.

«Січ-2», разрабатывавшийся в КБ «Южное», вместе с аналогичным спутником EgiptSat-1, созданным в Украине по заказу Египта, представлял собой современный аппарат среднего класса, предназначенный для решения с помощью ДЗЗ природоресурсных, сельскохозяйственных и некоторых других задач и для наблюдений за чрезвычайными ситуациями. Многозональным сканером и сканером среднего инфракрасного диапазона, установленным на «Січ-2», обеспечивалось получение цифровых оптико-электронных снимков поверхности Земли.

«Січ-2» проработал на околоземной орбите немногим более года, и потому в дальнейшем предусматривались запуски следующих спутников семейства «Січ» — аналогичных по назначению (для ДЗЗ), но с заметно улучшенными характеристиками. Речь идет о космических аппаратах «Січ-2М», «Січ-2-1» «Січ-3-О».

«Січ-2» в конце 2012-го прекратил свою работу на околоземной орбите. И с тех пор в Украине не было запущено ни одного космического аппарата, предназначенного для наблюдений за поверхностью Земли.

Причиной тому не только явно недостаточное госбюджетное финансировании космической отрасли, но и весьма далекое от надлежащего отношение к ней государственного руководства. Так, в госбюджете-2020 на космос ассигнований вообще не нашлось. К тому же правительство Гончарука понизило статус ГКАУ: если раньше, с 1992-го по 2019 гг., Национальное (затем Государственное) космическое агентство подчинялось напрямую Кабмину, то новая власть переподчинила ГКАУ министру экономразвития.

1 января 2018-го должна была бы начаться реализация шестой общегосударственной космической программы, рассчитанной на пять лет. Между тем она не утверждена до сих пор.

При этом новые спутники для ДЗЗ из семейства «Січ», которые сейчас создаются в КБ «Южное» (в большинстве своем — за собственные средства КБ), могут быть запущены на околоземные орбиты ориентировочно с 2022 г. И то при условии, если государство не только выделит необходимые госбюджетные средства, но и найдет подходящий для этого зарубежный космодром.

Ведь Украина утратила возможность использовать как российские пусковые объекты наземной инфраструктуры (космодром Плесецк и пусковой комплекс «Ясный»), так и космодром Байконур, арендуемый Россией у Казахстана. Мы также остались без пусковых возможностей плавучего космодрома — самоходной платформы «Одиссей», которая вместе со сборочно-командным судном в течение ряда лет использовалась для запусков с экватора в Тихом океане спутников различных стран с помощью украинских ракет-носителей «Зенит-3SL».

Дело в том, что российская компания S7, несколько лет назад ставшая собственником международной компании Sea Launch («Морской старт»), закрыла эту программу, исходя из каких-то собственных соображений. Не удалось реализовать и украинско-бразильский бинациональный (т. е. межгосударственный) проект «Алкантара Циклон Спейс», по которому с расположенного в приэкваториальной зоне бразильского космодрома Алкантара должны были стартовать создаваемые в Украине ракеты-носители «Циклон-4» с космическими аппаратами разных стран. Но руководство Бразилии без веских аргументов денонсировало межправительственное украинско-бразильское соглашение о долгосрочном сотрудничестве в космической сфере.

Т. о. организациям космической отрасли Украины приходится уже семь с лишним лет в сфере ДЗЗ использовать данные космических наблюдений, получаемые от зарубежных операторов, предоставляющих Украине снимки — либо бесплатно, либо за умеренную плату.

— Однако несмотря на все негативные факторы (объективные и субъективные), — рассказывает Олег Федоров, — в нашей стране с использованием данных, полученных от «Січ-2» и от зарубежных спутников, решен ряд практических задач. Среди них — контроль изменений в лесных массивах нескольких областей Украины, классификация земных покровов на территории Киевщины, создание карт зеленых насаждений в украинских городах, карты для формирования реестра виноградников и др.

Кроме того, в Украине организован прием информации с зарубежных космических аппаратов, модернизирована соответствующая наземная инфраструктура, центры обработки информации и ее распространения. Разработчиками научно-методических основ использования спутниковых данных являются Центр аэрокосмических исследований Земли (организационно подчинен Институту геологических наук НАНУ), Центр радиофизического зондирования Земли и Институт космических исследований (подведомственен НАНУ и ГКАУ).

Ранее в этом сегменте исследований действовал еще и расположенный в Севастополе Морской гидрофизический институт НАНУ.

На заседании «круглого стола» отмечалось, что хотя Украина потеряла расположенный вблизи Евпатории Национальный центр управления и испытаний космических средств (НЦУИКС), в т. ч. входивший в его состав центр управления полетами космических аппаратов, удалось создать аналогичный комплекс на материковой территории Украины.

Одним из ключевых звеньев такой важной для нашей страны структуры, как новосозданный НЦУИКС, стал расположенный в Дунаевцах Хмельницкой обл. Центр приема и обработки информации Государственного космического агентства.

Обработка спутниковых данных ДЗЗ дала определенную информацию и относительно взрывов на отечественных складах боеприпасов (в частности в Ичне), в т. ч. по сейсмическим и температурным показателям во время тех событий, о чем сообщено соответствующим госорганам.

Получаемые с различных спутников данные ДЗЗ позволили мониторить и экологическое состояние окружающей среды в связи с деятельностью промышленных предприятий на неподконтрольных Киеву территориях. Это, в частности, то, что произошло после техногенной аварии на заводе «Крымский титан», в районе Армянска, и подтопления шахт в отдельных районах Донецкой и Луганской областей. Также осуществляется мониторинг изменений вследствие функционирования Крымского моста.

Для определения оптимальных направлений развития отечественных систем ДЗЗ создана методология оценки их эффективности, разработаны научно-прикладные программы использования спутниковых данных, подготовлен ряд государственных стандартов в этой сфере. Отработаны методы космического мониторинга для оценки техногенного влияния на территории, определения состояния лесов и их состава, поиска залежей углеводородов (нефти и газа) на морском шельфе. Выполнены экспериментальные исследования по мониторингу параметров моря. Разработаны тематические карты для Национального атласа Украины.

Курс — на укрепление международного сотрудничества

На заседании «круглого стола» обсуждены перспективы применения в Украине инновационных спутниковых технологий как для отслеживания глобальных (сформулированных ООН) показателей устойчивого развития, так и для мониторинга аграрных ресурсов и состояния окружающей среды в контексте формирования GEOSS и EuroGEOSS.

Были рассмотрены и новые возможности международного сотрудничества в этой сфере в связи с утверждением двухлетнего плана работ международной организации GEO. Сообщалось и о некоторых примерах успешного применения результатов ДЗЗ и перспективных информационных сервисов при реализации проектов международного партнерства с участием украинских специалистов.

В частности, шла речь об украинско-европейской программе ERA-PLANET, финансирование которой осуществляется на паритетных началах европейской программой «Горизонт-2020» и НАНУ.

Замдиректора по научной работе Института космических исследований доктор технических наук Наталья Куссуль рассказала о текущих результатах и планах дальнейшего развития в Украине проектов ERA-PLANET и Всемирного банка по поддержке прозрачного управления земельными ресурсами.

Так, осуществляется оценка продуктивности земель и их деградации, ведется мониторинг севооборотов, пожарной опасности и т. д. Кроме того, создается цифровой атлас Киева. Функционирование ERA-PLANET будет продолжаться, как предусмотрено, до 31 августа 2021 г., а проекта Всемирного банка — до 2023 г.

Замдиректора Львовского центра Института космических исследований доктор технических наук Валерий Корепанов посвятил свое выступление комплексным (космическим и наземным) исследованиям, проводимым с целью использования спутниковых данных для мониторинга электромагнитных излучений ЛЭП (линий электропередачи). Прежде всего — для контроля за параметрами функционирования ЛЭП и определения в них потерь.

Актуален и мониторинг качества воздуха в разных регионах Украины на основе как спутниковых, так и наземных данных. Дискуссия коснулась и вопросов создания украинского сегмента европейского исследовательского пространства, а также целесообразности интенсификации в Украине государственно-частного партнерства в этой сфере.

Ныне среди осуществляемых в Украине космических проектов появился — пока еще не очень большой — вклад частных структур и общественных организаций. Например, ассоциация «Ноосфера» сообщила, что среди реализуемых ею социальных инициатив есть образовательный проект Noosphere Enginering School (школа инжиниринга). Проводится и конкурс инженерных стартапов Vernadsky Challenge.

Эти и некоторые другие инициативы направлены на привлечение молодежи к исследованиям по ДЗЗ.

А представитель одной из бизнес-структур Роман Челноков, одновременно возглавляющий общественное объединение «УкрGEO», говорил не только о том, какие возможности в дистанционном зондировании Земли и в прикладном использовании данных спутниковых наблюдений открываются для различных отраслей экономики благодаря государственно-частному партнерству, но и критически высказался в адрес министерств и ведомств, поскольку немало их руководителей не проявляют должной заинтересованности в ДЗЗ, а нередко даже не понимают его сущности, к тому же не могут толком сформулировать, чего они хотят.

Важные проблемы ДЗЗ застронули член президиума НАНУ, зампредседателя Совета по космическим исследованиям НАНУ, директор Главной астрономической обсерватории академик Ярослав Яцкив, почетный директор Центра аэрокосмических исследований Земли Института геологических наук НАНУ академик Вадим Лялько, другие ученые и специалисты-практики.

В резолюции, принятой на заседании «круглого стола», содержится ряд рекомендаций, которые предлагается положить в основу работы Украинского комитета GEO. Это, в частности, необходимость формирования двухлетнего плана его деятельности, гармонизированного с международным планом GEO на 2020—2021 гг. и с учетом потребностей пользователей спутниковой информации ДЗЗ в нашей стране.

Это и разработка предложений относительно участия Украинского комитета GEO в проектах EuroGEOSS и задачи по оценке в Украине показателей, ориентированных на достижение национальных целей устойчивого развития. Кроме того, предлагается, чтобы органы государственной власти в планах деятельности в 2020-м и последующих годах предусматривали мероприятия по реализации заданий GEO.

Украинский комитет GEO должен активно привлекать к сотрудничеству не только государственные организации, но и частные структуры — к выполнению проектов EuroGEOSS и к украинскому сегменту европейского исследовательского пространства в сфере аэрокосмических наблюдений Земли.

Аналогичный круг тематики рассмотрен и на недавнем заседании президиума НАНУ. Он принял постановление, направленное на активизацию и повышение эффективности участия академических институтов и других научных учреждений НАНУ в международных и национальных программах, реализуемых GEOSS.

*Geo Earth Observation System of Systems.

Уважаемые читатели, PDF-версию статьи можно скачать здесь...

Ученый — центральная фигура в науке

Научное творчество базируется на свободе научной мысли

О науке и не только

Глубокого анализа причин провальной бюджетной политики ожидало от НК научное...

Новый виток милитаризации космоса

Демонстрация Китаем собственных достижений в области создания многоразовых...

Неугодне дзеркало

Тому, хто працює у закритій системі, навіть висококласному професіоналові, складно...

А судьи кто?!

Удивляет неумение авторов «загальних висновків» учитывать специфические...

Эйфория приватного космоса

Амбиции главы ГКАУ, рассчитывающего за короткое время озолотить космическую отрасль...

Стартует 25-я антарктическая: неоднозначный юбилей

На днях из Киева в путешествие по сверхдальнему маршруту отправится 25-я украинская...

Суть медреформы — убить науку?

Министерство здравоохранения должно быть заинтересовано не в разрушении...

Надеюсь на взаимопонимание

Нравственность — важнейший элемент любого производственного и общественного...

Министерство образования, науки и профнепригодности

Конкурс WorldSkills International становится так же популярен, как Олимпийские игры

Как нам получать Нобелевки

Опыт Китая и его Единой платформы выглядит именно тем, что требуется украинской науке...

Комментарии 0
Войдите, чтобы оставить комментарий
Пока пусто
Авторские колонки

Блоги

Ошибка